Question

Oblicz ilość energii jaką należy dostarczyć aby przeprowadzić 3kg lodu o temperaturze (-10) stopni Celsjusza w parę wodną o temperaturze 120 stopni Celsjusza


Proszę!! Potrzebne mi na jutro. Z obliczeniami i tłumaczeniami najlepiej.

Answer 1

Dane:
m=3kg
Cwłaściwe lodu= 2 100J/kg
Cwłaściwe wody= 4 200J/kg
Cwłaściwe pary wodnej= 1 840J/kg
L=335 000J/kg
R=2 257J/kg
T początkowe= -10°C =-283K
T końcowe= 120°C= 372 K

Wartości ciepła właściwego lodu, wody i pary znalazłam w internecie i nie odpowiadam za ewentualne rozbieżności z wynikiem z "klucza"....
Otóż do takich zadań mamy trzy wzory: Q=Cw*m*ΔT, Q=mR i Q=mL
pierwszy wzór stosuje się gdy dana substancja zmienia swoją temperaturę pobierając bądź oddając ciepło z otoczenia:

Q₁=mCwłaściwe lodu*ΔT (substancja jest lodem aż do temperatury O stopni Celcjusza [czy tam -283Kelvina)
ΔT=10K
Q₁=3*2 100*10= 63 000J= 63 kJ

Q₂=m*Cwłaściwe wody*ΔT (substancja jest cieczą przez 100 stopni Celcjusza- od O do 100- potem zmienia się w gaz)
ΔT=100K
Q₂=3*4 200*100=1 260 000J= 1260kJ

Q₃=m*Cwłaściweparywodnej*ΔT (doprowadzamy parę wodną do temperatury wymaganej czyli 120 stopni Celcjusza- tak więc zmiana od 100 jaka nastąpiła to 20 stopni)
ΔT=20K
Q₃=3*1 840*20=110 400J= 110,4kJ

to czego nam tu jeszcze brakuje to ciepło, które musiała pobrać substancja aby przejść z jednego stanu skupienia w drugi.
Liczy się je jako iloraz ciepła topnienia dla danej substancji razy masa tej substancji:

Q₄=L*m (w momencie przejścia lodu w ciecz)
Q₄=335 000*3=1 005 000J= 1 005kJ

Q₅=R*m (w momencie przejścia cieczy w gaz)
Q₅=2 257*3= 6 771J= 6,771kJ

Całkowita ilość energii pobrana podczas tego procesu to suma ciepeł poszczególnych procesów:
Q=Q₁+ Q₂ +Q₃ + Q₄+ Q₅ =63+1260+110,4+1005+6,771= 2 445,171kJ

Odp: Energia pobrana w tym procesie to 2 445,171kJ